摘要
共价有机框架（Covalentorganicframeworks,COFs）是一类通过共价键构建的结晶多孔有机聚合物，具有高度有序的内部结构，可调的孔隙形状和大小，较大的比表面积，丰富的活性位点，且种类繁多被广泛用于吸附、储能、传感和催化等领域。近年来，为满足应用需求，通过连接键转化的方法，将COFs材料中的连接键转化为其它连接的COFs并将其应用于不同的领域，引人注目。然而，对于将COFs中的连接键转化为其它类型连接键后对其性能影响的研究还不够充分。 放射性碘(129I和131I)是核能工业的主要核废物之一，寻找有效的方法来捕获和储存放射性碘，对于开发绿色核能工艺具有重要的意义。基于核能工业废物碘的处理问题和COFs材料对碘出色吸附性能，因此本研究合成了三种不同连接键的COFs材料并将其应用于吸附碘的研究，并探究不同的连接键对COF吸附碘性能的影响。具体研究成果如下： 第一部分，通过“通风瓶法”合成亚胺键连接的共价有机框架材料COF-LZU1，然后用多种表征方式分析。并将其应用于吸附碘的研究。实验结果表明其对碘蒸气吸附量为4.6g·g-1，对正己烷溶液中碘的吸附动力学行为符合准二级动力学，吸附等温线符合Langmuir模型，热力学研究表明为自发吸热反应。 第二部分，为了解决亚胺连接的共价有机框架的不稳定性问题。通过KHSO5将COF-LZU1中亚胺键氧化成酰胺键，制备出酰胺连接的共价有机框架AO-COF-LZU1，然后用一系列的分析方法进行表征，并将其用于吸附碘的研究。研究表明，材料的稳定性得到提升但吸附量下降。对碘蒸气吸附量为1.6g·g-1，对正己烷溶液中碘的吸附行为符合准二级动力学，吸附等温线符合Langmuir模型，属于自发吸附热反应。 第三部分，为了解决AO-COF-LZU1稳定提升但吸附量下降的问题。通过甲酸作为催化剂一锅法合成了胺键连接的共价有机框架AR-COF-LZU1，并对其吸附碘行为进行研究。研究显示COFs的稳定性和吸附容量都得到提升，其对碘蒸气的吸附量为5.2g·g-1，对正己烷溶液中碘的吸附动力学行为符合准二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，热力学研究表明为自发吸热反应。 综上所述，将可逆亚胺键转化为不可逆的酰胺键和胺键，能够显著提高COFs材料的稳定性，但将亚胺键转化为酰胺键会导致COFs吸附碘性能下降，而转化为胺键则会提高COFs材料的吸附碘性能。
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